(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの接地面と、
ソースを介して前記少なくとも１つの接地面に電気接続され、少なくとも１つの動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する少なくとも１つのアンテナと、
複数の導体素子を有し、隣接する導体素子の間に少なくとも１つの相互結合部が形成された電流取り出し導体構造と、
第１導体部および第２導体部を有し、前記第１導体部の一端が、前記少なくとも１つの接地面に電気接続され、他端が、前記第２導体部に電気接続されるとともに、前記第２導体部と前記電流取り出し導体構造の間に少なくとも１つの結合部が形成された少なくとも１つの結合導体構造と
を含む通信装置。
【請求項２】
前記導体素子のうちの１つが、延長導体部またはチップコンデンサを介して、前記隣接する導体素子と前記少なくとも１つの相互結合部を形成する請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記導体素子が、異なる形状の金属シートである請求項１記載の通信装置。
【請求項４】
前記導体素子が、同じ形状の金属シートである請求項１記載の通信装置。
【請求項５】
前記導体素子が、複数の金属ブランチを有する請求項１記載の通信装置。
【請求項６】
前記第２導体部が、複数の金属ブランチを有する請求項１記載の通信装置。
【請求項７】
前記導体素子のうちの１つが、前記結合導体構造を介して前記少なくとも１つの接地面に電気接続された請求項１記載の通信装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つのアンテナと前記ソースの間に整合回路が接続された請求項１記載の通信装置。
【請求項９】
前記導体素子が、異なる金属材料、金属電極、または太陽光発電装置の電極である請求項１記載の通信装置。
【請求項１０】
前記電流取り出し導体構造を配置したケーシングをさらに備えた請求項１記載の通信装置。
【請求項１１】
前記ソースと前記第１導体部が前記接地面に電気接続された位置との間の最短距離が、前記アンテナの最低動作帯域の最低動作周波数の波長の半分より小さい請求項１記載の通信装置。
【請求項１２】
通信装置のアンテナに適用されるアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法であって、
複数の導体素子を含み、隣接する導体素子の間に少なくとも１つの相互結合部が形成された電流取り出し導体構造を、少なくとも１つのアンテナおよび少なくとも１つの接地面を有する前記通信装置のケーシングに配置することと、
第１導体部および第２導体部を有し、前記第１導体部の一端が前記接地面に電気接続され、他端が前記第２導体部に電気接続されるとともに、前記第２導体部と前記電流取り出し導体構造の間に少なくとも１つの結合部が形成された結合導体構造を、前記接地面に接続することと
を含むアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法。
【請求項１３】
前記アンテナが、ソースを介して前記接地面に電気接続され、少なくとも１つの動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する請求項１２記載のアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法。
【請求項１４】
前記導体素子のうちの１つが、延長導体部またはチップコンデンサを介して、前記隣接する導体素子と前記少なくとも１つの相互結合部を形成する請求項１２記載のアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法。
【請求項１５】
前記導体素子が、異なる形状の金属シートである請求項１２記載のアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法。
【請求項１６】
前記導体素子が、同じ形状の金属シートである請求項１２記載のアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法。
【請求項１７】
前記導体素子が、複数の金属ブランチを有する請求項１２記載のアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法。
【請求項１８】
前記第２導体部が、複数の金属ブランチを有する請求項１２記載のアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法。
【請求項１９】
前記導体素子が、異なる金属材料、金属電極、または太陽光発電装置の電極である請求項１２記載のアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法。
【請求項２０】
前記ソースと前記第１導体部が前記接地面に電気接続された位置との間の最短距離が、前記アンテナの最低動作帯域の最低動作周波数の波長の半分より小さい請求項１２記載のアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置およびそのアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線および携帯通信技術の発展に伴い、人々はいつでもどこでも他の人と話をしたり、無線で情報を得たりすることができるようになった。そのため、携帯通信装置は、人々の日常生活において必要不可欠な道具であり、商品価値が高い。
【０００３】
しかしながら、国や地域によって使用される通信システムが異なることによって、ユーザーが携帯通信装置の変更を強いられる状況を避けるため、現在の携帯通信装置は、異なる携帯および無線通信システムに対してマルチバンド動作が可能でなければならない。携帯通信装置はますます多種の通信システムを統合する傾向にあるが、携帯通信装置の使用可能なアンテナ空間は次第に減少している。通信装置のアンテナのインピーダンス帯域幅をいかにして効果的に拡大するかが、今後の重要な研究開発課題となっている。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の１つの実施形態は、少なくとも１つの接地面（ground）と、少なくとも１つのアンテナと、電流取り出し導体（current-drawing conductor）構造と、少なくとも１つの結合導体（coupling conductor）構造とを含む通信装置を提供する。少なくとも１つのアンテナは、ソースを介して少なくとも１つの接地面に電気接続され、少なくとも１つの動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する。電流取り出し導体構造は、複数の導体素子を含み、隣接する導体素子の間に、少なくとも１つの相互結合部（mutual coupling portion）が形成される。少なくとも１つの結合導体構造は、第１導体部および第２導体部を有する。第１導体部の一端は、少なくとも１つの接地面に電気接続され、他端は、第２導体部に電気接続される。第２導体部と電流取り出し導体構造の間に、少なくとも１つの結合部が形成される。
【０００５】
本発明の別の実施形態は、通信装置のアンテナに適用されるアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法を提供する。この方法は、以下のステップを含む。少なくとも１つのアンテナおよび少なくとも１つの接地面を有する通信装置のケーシング（casing）に、電流取り出し導体構造を配置する。電流取り出し導体構造は、複数の導体素子を含み、隣接する導体素子の間に、少なくとも１つの相互結合部が形成される。接地面に結合導体構造を接続する。結合導体構造は、第１導体部および第２導体部を有し、第１導体部の一端は、少なくとも１つの接地面に電気接続され、他端は、第２導体部に電気接続される。第２導体部と電流取り出し導体構造の間に、少なくとも１つの結合部が形成される。
【０００６】
本発明の上記及び他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
国や地域によって使用される通信システムが異なるために携帯通信装置を変更しなければならないのは、旅行者にとって不便である。そのため、無線通信装置は、異なる携帯および無線通信システムに対してマルチバンド動作が可能であることが望ましい。無線通信装置が多種の通信システムを統合すればするほど、無線通信装置において使用可能なアンテナ空間は次第に減少する。しかしながら、従来の設計方法では、無線通信装置におけるアンテナのインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの実施形態は、少なくとも１つの接地面と、少なくとも１つのアンテナと、電流取り出し導体構造と、少なくとも１つの結合導体構造とを含む通信装置を提供する。少なくとも１つのアンテナは、ソースを介して少なくとも１つの接地面に電気接続され、少なくとも１つの動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する。電流取り出し導体構造は、複数の導体素子を含み、隣接する導体素子の間に少なくとも１つの相互結合部が形成される。少なくとも１つの結合導体構造は、第１導体部および第２導体部を有する。第１導体部の一端は、少なくとも１つの接地面に電気接続され、他端は、第２導体部に電気接続される。第２導体部と電流取り出し導体構造の間に少なくとも１つの結合部が形成される。通信装置のアンテナが動作帯域において共振した時、アンテナの接地面が強い表面電流分布を励起させる。アンテナに隣接する結合導体構造と電流取り出し導体構造の間に相互結合を設計することによって、電流取り出し導体構造は、アンテナに対して別の有効な延長接地面を同等に形成することができる。アンテナの有効な延長接地面は、互いに相互結合した複数の導体素子を有するため、異なる有効長（effective length）を有する複数の結合電流共振経路を形成することができる。そのため、電流取り出し導体構造と結合導体構造の間に相互結合を設置することによって、アンテナは、動作帯域において複数の共振モードを生成できるようになり、アンテナの少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る通信装置は、そのアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大することができる。アンテナが動作帯域において共振した時、アンテナに隣接する結合導体構造と電流取り出し導体構造の間に相互結合を設計することによって、電流取り出し導体構造は、他のアンテナに対して別の有効な延長接地面を同等に形成することができる。アンテナの有効な延長接地面は、互いに相互結合した複数の導体素子を有するため、異なる有効長を有する複数の結合電流共振経路を形成することができる。電流取り出し導体構造と結合導体構造の間に相互結合を設置することによって、アンテナは、動作帯域において複数の共振モードを生成できるようになり、アンテナの少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。形成されたアンテナの有効な延長接地面は、接地面の励起表面電流の強度を下げる機会を有するため、それによって、動作帯域におけるアンテナの比吸収率（specific absorption rate, SAR)や補聴器両立性（hearing aid compatible, HAC）試験の値を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の実施形態に係る通信装置１の構造概略図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態に係る通信装置１の構造断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る通信装置２の構造概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る通信装置３の構造概略図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に係る通信装置４の構造概略図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に係る通信装置４の構造断面図である。
【図４Ｃ】結合導体構造と電流取り出し導体構造がアンテナに構成されている／アンテナに構成されていない場合に測定した通信装置４のアンテナの反射減衰量を示した図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態に係る通信装置５の構造概略図である。
【図５Ｂ】結合導体構造と電流取り出し導体構造がアンテナに構成されている／アンテナに構成されていない場合に測定した通信装置５のアンテナの反射減衰量を示した図である。
【図６】本発明の実施形態に係る通信装置のアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法を示したフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る通信装置７の構造概略図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態に係る通信装置８の構造概略図である。
【図８Ｂ】結合導体構造と電流取り出し導体構造がアンテナに構成されている／アンテナに構成されていない場合に測定した通信装置８のアンテナの反射減衰量を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の例示的な実施形態を当業者が容易に理解されるよう、添付の図面を参照して詳細に説明する。発明の概念は様々な形式で実施可能であり、ここで説明する実施形態に限定されるものではない。明確になるよう周知の構成要素の説明は省略し、類似する構成要素には類似する参照符号を使用する。
【００１２】
本発明は、通信装置およびそのアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法に関し、いくつかの実施形態を提供する。これらの実施形態は、例えば、携帯通信装置、無線通信装置、モバイルコンピュータ（mobile computing device, MCD）、コンピュータシステム等の様々な通信装置や、あるいは、テレコム機器（telecom equipment）、ネットワーク機器、またはコンピュータやネットワークの周辺機器に適用されてもよい。
【００１３】
図１Ａは、本発明の実施形態に係る通信装置１の構造概略図である。通信装置１は、少なくとも１つの接地面１１と、少なくとも１つのアンテナ１２と、電流取り出し導体構造１３と、少なくとも１つの結合導体構造１４と、ケーシング１６とを有する。アンテナ１２は、ソース１２１（または信号ソース）を介して接地面１１に電気接続され、少なくとも１つの動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する。例えば、アンテナ１２は、モノポールアンテナ（monopole antenna）、短絡モノポールアンテナ（shorted monopole antenna）、板状逆Ｆアンテナ（planner inverted F antenna, PIFA）、逆Ｆアンテナ（inverted F antenna, IFA）、ループアンテナ（loop antenna）、スロットアンテナ（slot antenna）、ヘリカルアンテナ（helical antenna）、４線状ヘリカルアンテナ（quadrifilar helical antenna, QHA）、Ｎ線状ヘリカルアンテナ（N-filar helical antenna, NHA）、またはその組み合わせであってもよい。本実施形態において、通信装置１は、複数のアンテナを接地面１１に電気接続する複数のソースを有してもよく、図１Ａにおいて、１つまたは複数のアンテナを設置できる位置を示してあるが、本発明の実現可能性はこれに限定されない。
【００１４】
図１Ａを参照すると、電流取り出し導体構造１３は、ケーシング１６の上に配置され、複数の導体素子１３１、１３２、１３３、１３４および１３５を有し、電流取り出し導体構造１３において隣接する導体素子間に相互結合部３１３２、３２３３、３３３４および３４３５が形成される。例えば、導体素子１３１、１３２、１３３、１３４および１３５の間の相互結合部３１３２、３２３３、３３３４および３４３５は、それぞれチップコンデンサ（chip capacitor）または他の延長導体部により形成されてもよい。
【００１５】
少なくとも１つの結合導体構造１４は、第１導体部１４１および第２導体部１４２を有する。第１導体部１４１の一端は、接地面１１に電気接続され、他端は、第２導体部１４２に電気接続される。第２導体部１４２と電流取り出し導体構造１３は、結合部１４３を形成する。ソース１２１と第１導体部１４１が接地面１１に電気接続された位置との間の最短距離は、アンテナ１２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の半分より小さい。第２導体部１４２は、ほぼ楕円形（oval shape）であり、導体素子１３１、１３２、１３３、１３４および１３５は、ほぼ長方形（rectangular shape）であるが、本発明の実現可能性はこれに限定されない。第２導体部１４２は、楕円形以外の他の形状であってもよく、導体素子１３１、１３２、１３３、１３４および１３５もまた、長方形以外の他の形状であってもよい。例えば、導体素子１３１、１３２、１３３、１３４、１３５および第２導体部１４２は、異なる形状の金属シート（metal sheet）であるか、あるいは、導体素子１３１、１３２、１３３、１３４および１３５は、複数の金属ブランチ（metal branch）を有してもよい。さらに、導体素子１３１、１３２、１３３、１３４および１３５は、異なる金属材料、金属電極、または太陽光発電装置（solar photovoltaic apparatus）の電極であってもよい。
【００１６】
アンテナ１２が動作帯域において共振した時、接地面１１が強い表面電流分布を励起させる。そのため、結合導体構造１４と電流取り出し導体構造１３の間に相互結合を設計することによって、電流取り出し導体構造１３は、アンテナ１２に対して別の有効な延長接地面を同等に形成することができる。さらに、アンテナ１２の有効な延長接地面は、互いに相互結合した複数の導体素子１３１、１３２、１３３、１３４および１３５を有するため、異なる有効長を有する複数の結合電流共振経路を形成することができる。そのため、電流取り出し導体構造１３と結合導体構造１４の間に相互結合を設置することによって、アンテナ１２は、動作帯域において複数の共振モードを生成できるようになり、アンテナ１２のうちの少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。また、形成されたアンテナ１２の有効な延長接地面は、接地面１１の励起表面電流の強度を下げる機会を有するため、動作帯域におけるアンテナ１２の比吸収率（SAR)や補聴器両立性（HAC）試験の値を下げることができる。図１Ｂは、図１Ａの通信装置１の構造断面図である。
【００１７】
図２は、本発明の実施形態に係る通信装置２の構造概略図である。通信装置２は、少なくとも１つの接地面１１と、少なくとも１つのアンテナ１２と、電流取り出し導体構造２３と、少なくとも１つの結合導体構造２４と、ケーシング１６とを含む。アンテナ１２は、整合回路（matching circuit）１２２を介してソース１２１に接続され、少なくとも１つの動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する。整合回路１２２は、アンテナ１２の共振モードのインピーダンス整合を調整するために使用される。例えば、アンテナ１２は、モノポールアンテナ、短絡モノポールアンテナ、板状逆Ｆアンテナ（PIFA）、逆Ｆアンテナ（IFA）、ループアンテナ、スロットアンテナ、ヘリカルアンテナ、４線状ヘリカルアンテナ（QHA）、Ｎ線状ヘリカルアンテナ（NHA）、またはその組み合わせであってもよい。
【００１８】
図２を参照すると、電流取り出し導体構造２３は、ケーシング１６の上に配置され、複数の導体素子２３１、２３２、２３３、２３４および２３５を有する。導体素子２３２の延長導体部２３２１および導体素子２３１は、それぞれ誘電体基板２３１２の上面および下面に配置され、相互結合部３１３２を形成する。例えば、導体素子２３１は、誘電体基板２３１２の下面に配置され、導体素子２３２に接続された延長導体部２３２１は、誘電体基板２３１２の上面に配置される。導体素子２３３の延長導体部２３３１および導体素子２３２は、それぞれ誘電体基板２３２２の上面および下面に配置され、相互結合部３２３３を形成する。導体素子２３４の延長導体部２３４１および導体素子２３３は、それぞれ誘電体基板２３３２の上面および下面に配置され、相互結合部３３３４を形成する。導体素子２３５の延長導体部２３５１および導体素子２３４は、それぞれ誘電体基板２３４２の上面および下面に配置され、相互結合部３４３５を形成する。延長導体部２３２１、２３３１、２３４１、２３５１は、同じ形状の金属シートであってもよく、例えば、長方形金属シートであるが、本発明はこれに限定されない。導体素子２３５は、誘電体基板２３５２の下面に配置される。延長導体部２３２１と導体素子２３１の間の相互結合部３１３２の結合空間は、アンテナ１２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の１％よりも小さい。相互結合部３２３３、３３３４および３４３５の結合空間も、アンテナ１２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の１％よりも小さい。さらに、誘電体基板２３１２、２３２２、２３３２、２３４２および２３５２は、誘電体材料、プラスチック材料、フレキシブルプリント配線板用材料、光電変換材料、光電半導体材料、または太陽光発電材料等の異なる材料であってもよい。
【００１９】
少なくとも１つの結合導体構造２４は、第１導体部２４１および第２導体部２４２を有し、第１導体部２４１の一端は、接地面１１に電気接続され、他端は、第２導体部２４２に電気接続される。第２導体部２４２および電流取り出し導体構造２３は、結合部２４３を形成する。第２導体部２４２と電流取り出し導体構造２３の間の結合部２４３の結合空間は、アンテナ１２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の２％よりも小さい。第２導体部２４２は、２つの金属ブランチを有し、ソース１２１と第1導体部２４１が接地面１１に電気接続された位置との間の最短距離は、アンテナ１２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の半分より小さい。導体素子２３１、２３２、２３３、２３４および２３５は、ほぼ長方形であり、第２導体部２４２は、端が正方形のほぼＵ字形状を有するが、本発明の実現可能性はこれに限定されない。さらに、導体素子２３１、２３２、２３３、２３４および２３５は、異なる金属材料、金属電極、または太陽光電変換装置の電極であってもよい。アンテナ１２が動作帯域において共振した時、接地面１１が強い表面電流分布を励起させる。そのため、結合導体構造２４と電流取り出し導体構造２３の間に相互結合を設計することによって、電流取り出し導体構造２３は、アンテナ１２に対して別の有効な延長接地面を同等に形成することができる。
【００２０】
さらに多くの導体素子が第２導体部２４２との容量結合（capacitive coupling）を形成すると、結合導体構造２４と電流取り出し導体構造２３の間の結合強度が増大する。さらに、形成されたアンテナ１２の有効な延長接地面は、互いに相互結合した複数の導体素子２３１、２３２、２３３、２３４および２３５を有するため、異なる有効長を有する複数の結合電流共振経路を形成することができる。そのため、電流取り出し導体構造２３と結合導体構造２４の間に相互結合を設置することによって、アンテナ１２は、動作帯域において複数の共振モードを生成できるようになり、アンテナ１２のうちの少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。さらに、形成された有効な延長アンテナ接地面は、接地面１１の励起表面電流の強度を下げる機会を有するため、動作帯域におけるアンテナ１２の比吸収率（SAR)や補聴器両立性（HAC）値を下げることができる。
【００２１】
図３は、本発明の実施形態に係る通信装置３の構造概略図である。通信装置３は、切り離された２つの接地面１１および接地面１１１と、少なくとも１つのアンテナ１２と、電流取り出し導体構造３３と、少なくとも１つの結合導体構造３４と、ケーシング１６とを含む。少なくとも１つのアンテナ１２は、ソース１２１を介して接地面１１に接続され、少なくとも１つの動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する。別の実施形態において、接地面１１および１１１は、同軸ケーブル、信号伝送路、または金属線を介して電気接続されてもよい。少なくとも１つのアンテナ１２は、モノポールアンテナ、短絡モノポールアンテナ、板状逆Ｆアンテナ（PIFA）、逆Ｆアンテナ（IFA）、ループアンテナ、スロットアンテナ、ヘリカルアンテナ、４線状ヘリカルアンテナ（QHA）、Ｎ線状ヘリカルアンテナ（NHA）、またはその組み合わせであってもよい。
【００２２】
図３を参照すると、電流取り出し導体構造３３は、ケーシング１６の上に配置され、複数の導体素子３３１、３３２、３３３および３３４を有する。導体素子３３２の延長導体部３３２１および導体素子３３１は、それぞれ誘電体基板３３１２の上面および下面に配置され、相互結合部３１３２を形成する。導体素子３３３の延長導体部３３３１および導体素子３３２は、それぞれ誘電体基板３３２２の上面および下面に配置され、相互結合部３２３３を形成する。導体素子３３４の延長導体部３３４１および導体素子３３３は、それぞれ誘電体基板３３３２の上面および下面に配置され、相互結合部３３３４を形成する。導体素子３３４は、誘電体基板３３４２の上面に配置される。延長導体部３３２１と導体素子３３１の間の相互結合部３１３２の結合空間は、アンテナ１２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の１％よりも小さい。相互結合部３２３３および３３３４の結合空間も、アンテナ１２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の１％よりも小さい。例えば、延長導体部３３１１、３３２１、３３３１および３３４１は、異なる形状の金属シートであるか、あるいは、複数の金属ブランチを有してもよい。さらに、誘電体基板３３１２、３３２２、３３３２および３３４２は、誘電体材料、プラスチック材料、フレキシブルプリント配線板用材料、光電変換材料、光電半導体材料、または太陽光発電材料等の異なる材料であってもよい。
【００２３】
結合導体構造３４は、第１導体部３４１および第２導体部３４２を有し、第１導体部３４１の一端は、接地面１１に電気接続され、他端は、第２導体部３４２に電気接続される。第２導体部３４２および電流取り出し導体構造３３の延長導体部３３１１は、結合部３４３を形成する。延長導体部３３１１と第２導体部３４２の間の結合部３４３の結合空間は、アンテナ１２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の２％よりも小さい。第２導体部３４２の形状は、ほぼ長方形であり、ソース１２１と第1導体部３４１が接地面１１に電気接続された位置との間の最短距離は、アンテナ１２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の半分より小さい。導体素子３３１、３３２、３３３および３３４は、ほぼ長方形であり、第２導体部３４２、ほぼ長方形であるが、本発明の実現可能性はこれに限定されない。さらに、導体素子３３１、３３２、３３３および３３４は、異なる金属材料、金属電極、または太陽光電変換装置の電極であってもよい。
【００２４】
アンテナ１２が動作帯域において共振した時、接地面１１が強い表面電流分布を励起させる。そのため、結合導体構造３４と電流取り出し導体構造３３の間に結合部３４３を設計することによって、電流取り出し導体構造３３は、アンテナ１２に対して別の有効な延長接地面を同等に形成することができる。さらに多くの導体素子が第２導体部３４２との静電結合を形成すると、結合導体構造３４と電流取り出し導体構造３３の間のエネルギー結合強度が増大する。さらに、形成されたアンテナ１２の有効な延長接地面は、互いに相互結合した複数の導体素子３３１、３３２、３３３および３３４を有するため、異なる有効長を有する複数の結合電流共振経路を形成することができる。そのため、電流取り出し導体構造３３と結合導体構造３４の間に相互結合を設置することによって、アンテナ１２は、動作帯域において複数の共振モードを生成できるようになり、アンテナ１２のうちの少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。さらに、形成されたアンテナ１２の有効な延長接地面は、接地面１１の励起表面電流の強度を下げる機会を有するため、動作帯域におけるアンテナ１２の比吸収率（SAR)や補聴器両立性（HAC）値を下げることができる。
【００２５】
図４Ａは、本発明の実施形態に係る通信装置４の構造概略図である。通信装置４は、接地面１１と、アンテナ４２と、電流取り出し導体構造４３と、結合導体構造４４と、ケーシング１６とを含む。例えば、アンテナ４２は、ソース４２１を介して接地面１１に接続された二重経路（dual-path）短絡モノポールアンテナであり、少なくとも１つの動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する。しかしながら、本発明の実施可能性はこれに限定されず、アンテナ４２は、モノポールアンテナ、短絡モノポールアンテナ、板状逆Ｆアンテナ（PIFA）、逆Ｆアンテナ（IFA）、ループアンテナ、スロットアンテナ、ヘリカルアンテナ、４線状ヘリカルアンテナ（QHA）、Ｎ線状ヘリカルアンテナ（NHA）、またはその組み合わせであってもよい。
【００２６】
図４Ａを参照すると、電流取り出し導体構造４３は、ケーシング１６の上に配置され、複数の導体素子４３１、４３２、４３３、４３４、４３５および４３６を有する。導体素子４３２の延長導体部４３２１および導体素子４３１は、それぞれ誘電体基板４３１２の上面および下面に配置され、相互結合部３１３２を形成する。例えば、導体素子４３１は、誘電体基板４３１２の下面に配置され、導体素子４３２に接続された延長導体部４３２１は、誘電体基板４３１２の上面に配置される。導体素子４３３の延長導体部４３３１および導体素子４３２は、それぞれ誘電体基板４３２２の上面および下面に配置され、相互結合部３２３３を形成する。導体素子４３４の延長導体部４３４１および導体素子４３３は、それぞれ誘電体基板４３３２の上面および下面に配置され、相互結合部３３３４を形成する。導体素子４３５の延長導体部４３５１および導体素子４３４は、それぞれ誘電体基板４３４２の上面および下面に配置され、相互結合部３４３５を形成する。導体素子４３６の延長導体部４３６１および導体素子４３５は、それぞれ誘電体基板４３５２の上面および下面に配置され、相互結合部３５３６を形成する。導体素子４３６は、誘電体基板４３６２の下面に配置される。延長導体部４３２１と導体素子４３１の間の相互結合部３１３２の結合空間は、アンテナ４２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の１％よりも小さい。相互結合部３２３３、３３３４、３４３５および３５３６の結合空間も、アンテナ４２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の１％よりも小さい。
【００２７】
延長導体部４３２１、４３３１、４３４１、４３５１および４３６１は、それぞれ魚の骨の形状を有するが、本発明の実現可能性はこれに限定されず、延長導体部４３２１、４３３１、４３４１、４３５１および４３６１は、異なる形状の金属シートであるか、あるいは、複数の金属ブランチを有してもよい。さらに、誘電体基板４３１２、４３２２、４３３２、４３４２、４３５２および４３６２は、誘電体材料、プラスチック材料、フレキシブルプリント配線板用材料、光電変換材料、光電半導体材料、または太陽光発電材料等の異なる材料であってもよい。
【００２８】
結合導体構造４４は、第１導体部４４１および第２導体部４４２を有し、第１導体部４４１の一端は、接地面１１に電気接続され、他端は、第２導体部４４２に電気接続される。第２導体部４４２および電流取り出し導体構造４３は、結合部４４３を形成する。第２導体部４４２と電流取り出し導体構造４３の間の結合部４４３の結合空間は、アンテナ４２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の２％よりも小さい。第２導体部４４２の形状は、ほぼ長方形であり、ソース４２１と第1導体部４４１が接地面１１に電気接続された位置との間の最短距離は、アンテナ４２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の半分より小さい。導体素子４３１、４３２、４３３、４３４、４３５および４３６はほぼ長方形であり、第２導体部４４２もほぼ長方形であるが、本発明の実現可能性はこれに限定されない。さらに、導体素子４３１、４３２、４３３、４３４、４３５および４３６は、異なる金属材料、金属電極、または太陽光電変換装置の電極であってもよい。
【００２９】
アンテナ４２が動作帯域において共振した時、接地面１１が強い表面電流分布を励起させる。そのため、結合導体構造４４と電流取り出し導体構造４３の間に結合部４４３を設計することによって、電流取り出し導体構造４３は、アンテナ４２に対して別の有効な延長接地面を同等に形成することができる。さらに多くの導体素子が第２導体部４４２との静電結合を形成すると、結合導体構造４４と電流取り出し導体構造４３の間のエネルギー結合強度が増大する。さらに、形成されたアンテナ４２の有効な延長接地面は、互いに相互結合した複数の導体素子４３１、４３２、４３３、４３４、４３５および４３６を有するため、異なる有効長を有する複数の結合電流共振経路を形成することができる。そのため、電流取り出し導体構造４３と結合導体構造４４の間に相互結合を設置することによって、アンテナ４２は、動作帯域において複数の共振モードを生成できるようになり、アンテナ４２のうちの少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。さらに、形成されたアンテナ４２の有効な延長接地面は、接地面１１の励起表面電流の強度を下げる機会を有するため、動作帯域におけるアンテナ４２の比吸収率（SAR)や補聴器両立性（HAC）値を下げることができる。図４Ｂは、図４Ａの通信装置４の構造断面図である。
【００３０】
図４Ｃは、結合導体構造４４と電流取り出し導体構造４３がアンテナ４２に構成されている／アンテナ４２に構成されていない場合に測定した通信装置４のアンテナ４２の反射減衰量（return loss）を示した図である。曲線４２１１は、結合導体構造４４と電流取り出し導体構造４３がアンテナ４２に構成されていない場合に測定した通信装置４のアンテナ４２の反射減衰量である。曲線４２１２は、結合導体構造４４と電流取り出し導体構造４３がアンテナ４２に構成されている場合に測定した通信装置４のアンテナ４２の反射減衰量である。図４Ｃにおいて、通信装置４のアンテナ４２に対する最低動作帯域の最低通信帯域は、ＧＭＳ８５０（global system for mobile communications 850）であるため、その最低動作周波数は、約８２４ＭＨｚである。通信装置４の実験において、相互結合部３１３２、３２３３、３３３４、３４３５および３５３６の結合空間は、いずれも約０．２ｍｍである。第２導体部４４２と電流取り出し導体構造４３の間の結合部４４２の結合空間は、約０．４ｍｍである。導体素子４３１、４３２、４３３、４３４、４３５および４３６は、太陽電池の電極である。誘電体基板４３１２、４３２２、４３３２、４３４２、４３５２および４３６２は、光電シリコン基板である。しかしながら、これらは、通信装置４の単なる実験例であって、本発明の実施可能性を限定するものではない。
【００３１】
ソース４２１と通信装置４の第1導体部４４１が接地面１１に電気接続された位置との間の最短距離は、アンテナ４２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の１／８より小さい。このように、アンテナ４２は、比較的低い動作帯域において２つの有効なアンテナ接地面を同等に有し、異なる有効長を有する複数の結合電流共振経路が形成されるため、それによって、アンテナ４２は、比較的低い動作帯域において複数の共振モードを生成することができる。図４Ｃにおいて、結合導体構造４４と電流取り出し導体構造４３を設置することによって、アンテナ４２の有効な延長接地面により、アンテナ４２は、比較的低い動作帯域において複数の共振モードを形成し、アンテナ４２の最低動作帯域の最低動作周波数を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。さらに、形成された有効な延長アンテナ接地面は、接地面１１の励起表面電流の強度を下げる機会を有するため、動作帯域におけるアンテナ４２の比吸収率（SAR)や補聴器両立性（HAC）値を下げることができる。
【００３２】
本実施形態において、通信装置４のアンテナ４２の比較的低い動作帯域および比較的高い動作帯域は、それぞれＧＳＭ８５０／９００およびＧＳＭ１８００の異なる通信帯域をカバーすることができる。しかしながら、図４Ｃは、通信装置４のアンテナが少なくとも１つの動作帯域を生成できる場合の一例であり、通信装置４のアンテナによって生成された動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用されるが、本発明の実施可能性を限定するものではない。通信装置４のアンテナによって生成された動作帯域は、ＬＴＥ（long term evolution）システム、ＷｉＭＡＸ（worldwide interoperability for microwave access）システム、ＤＴＶ（digital television broadcasting）システム、ＧＰＳ（global positioning systems）、ＷＷＡＮ（wireless wide area network）システム、ＷＬＡＮ（wireless local area network）システム、ＵＷＢ（ultra-wideband ）システム、ＷＰＡＮ（wireless personal area network）システム、衛星通信（satellite communication）システム、または他の無線通信帯域や携帯通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用されてもよい。
【００３３】
図５Ａは、本発明の実施形態に係る通信装置５の構造概略図である。通信装置５は、接地面１１と、アンテナ５２と、電流取り出し導体構造５３と、２つの結合導体構造５４および５５と、ケーシング１６とを含む。例えば、アンテナ５２は、ソース５２１を介して接地面１１に接続された二重経路短絡モノポールアンテナであり、少なくとも１つの動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する。しかしながら、本発明の実施可能性はこれに限定されず、アンテナ５２は、モノポールアンテナ、短絡モノポールアンテナ、板状逆Ｆアンテナ（PIFA）、逆Ｆアンテナ（IFA）、ループアンテナ、スロットアンテナ、ヘリカルアンテナ、４線状ヘリカルアンテナ（QHA）、Ｎ線状ヘリカルアンテナ（NHA）、またはその組み合わせであってもよい。
【００３４】
図５Ａを参照すると、電流取り出し導体構造５３は、ケーシング１６の上に配置され、２つの導体素子５３１および５３２を有する。導体素子５３２の延長導体部５３２１および導体素子５３１は、それぞれ誘電体基板５３１２の上面および下面に配置され、相互結合部３１３２を形成する。導体素子５３１の延長導体部５３３１および導体素子５３２は、それぞれ誘電体基板５３２２の上面および下面に配置され、相互結合部３２３１を形成する。延長導体部５３２１および５３１１は、それぞれくし形（comb-shape）を有するが、本発明の実施可能性はこれに限定されず、異なる形状の金属シートであるか、あるいは、複数の金属ブランチを有してもよい。延長導体部５３２１と導体素子５３１の間の相互結合部３１３２の結合空間は、アンテナ５２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の１％よりも小さい。延長導体部５３１１と導体素子５３２の間の相互結合部３２３１の結合空間も、アンテナ５２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の１％よりも小さい。さらに、誘電体基板５３１２および５３２２は、誘電体材料、プラスチック材料、フレキシブルプリント配線板用材料、光電変換材料、光電半導体材料、または太陽光発電材料等の異なる材料であってもよい。
【００３５】
結合導体構造５４は、第１導体部５４１および第２導体部５４２を有し、第１導体部５４１の一端は、接地面１１に電気接続され、他端は、第２導体部５４２に電気接続される。結合導体構造５５は、第１導体部５５１および第２導体部５５２を有し、第１導体部５５１の一端は、接地面１１に電気接続され、他端は、第２導体部５５２に電気接続される。第２導体部５４２および電流取り出し導体構造５３は、結合部５４３を形成する。第２導体部５５２および電流取り出し導体構造５３は、結合部５５３を形成する。第２導体部５４２と電流取り出し導体構造５３の間の結合部５４３の結合空間は、アンテナ５２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の２％よりも小さい。第２導体部５５２と電流取り出し導体構造５３の間の結合部５５３の結合空間は、アンテナ５２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の２％よりも小さい。第1導体部５４１および５５１が接地面１１に電気接続された位置とソース５２１との間の距離は、いずれもアンテナ５２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の半分より小さい。
【００３６】
導体素子５３１および５３２は、ほぼ長方形である。さらに、導体素子５３１および５３２は、異なる金属材料、金属電極、または太陽光電変換装置の電極であってもよい。アンテナ５２が動作帯域において共振した時、接地面１１が強い表面電流分布を励起させる。そのため、電流取り出し導体構造５３と結合導体構造５４および５５の間に相互結合を設計することによって、電流取り出し導体構造５３は、アンテナ５２に対して別の有効な延長接地面を同等に形成することができる。さらに、形成された有効な延長接地面は、互いに相互結合した２つの導体素子５３１および５３２を有するため、異なる有効長を有する複数の結合電流共振経路が形成される。このように、電流取り出し導体構造５３と結合導体構造５４および５５の間に相互結合を構成することによって、アンテナ５２が動作帯域において複数の共振モードを生成することができるようになるため、アンテナ５２のうちの少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。さらに、形成されたアンテナ５２の有効な延長接地面は、接地面１１の励起表面電流の強度を下げる機会を有するため、動作帯域におけるアンテナ５２の比吸収率（SAR)や補聴器両立性（HAC）値を下げることができる。
【００３７】
図５Ｂは、結合導体構造５４および５５と電流取り出し導体構造５３がアンテナ５２に構成されている／アンテナ５２に構成されていない場合に測定した通信装置５のアンテナ５２の反射減衰量を示した図である。曲線５２１１は、結合導体構造５４および５５と電流取り出し導体構造５３がアンテナ５２に構成されていない場合に測定した通信装置５のアンテナ５２の反射減衰量である。曲線５２１２は、結合導体構造５４および５５と電流取り出し導体構造５３がアンテナ５２に構成されている場合に測定した通信装置５のアンテナ５２の反射減衰量である。図５Ｂにおいて、通信装置５のアンテナ５２に対する最低動作帯域の最低通信帯域は、ＧＭＳ８５０であるため、その最低動作周波数は、約８２４ＭＨｚである。
【００３８】
ソース５２１と第1導体部５４１および５５１が接地面１１に電気接続された位置との間の最短距離は、いずれもアンテナ５２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の１／８〜１／４の間である。このように、形成された有効な延長アンテナ接地面は、比較的高い動作帯域におけるアンテナ５２の表面電流励起を接地面１１の末端で抑制し、アンテナ５２の共振に有利な同等の接地長（ground length）を比較的高い動作帯域で生成する。そのため、本実施形態では、通信装置５の電流取り出し導体構造５３と結合導体構造５４および５５の間の相互結合により、アンテナ５２は、比較的高い動作帯域において複数の共振モードを生成できるようになり、アンテナ５２の比較的高い動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。さらに、形成された有効な延長アンテナ接地面は、接地面１１の励起表面電流の強度を下げる機会を有するため、動作帯域におけるアンテナ５２の比吸収率（SAR)や補聴器両立性（HAC）値を下げることができる。
【００３９】
本実施形態において、通信装置５のアンテナ５２の比較的低い動作帯域および比較的高い動作帯域は、それぞれＧＳＭ８５０／９００およびＧＳＭ１８００の異なる通信帯域をカバーすることができる。しかしながら、図５Ｂは、通信装置５のアンテナが少なくとも１つの動作帯域を生成できる場合の一例であり、通信装置５のアンテナによって生成された動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用されるが、本発明の実施可能性を限定するものではない。通信装置５のアンテナによって生成された動作帯域は、ＬＴＥシステム、ＷｉＭＡＸシステム、ＤＴＶシステム、ＧＰＳ、ＷＷＡＮシステム、ＷＬＡＮシステム、ＵＷＢシステム、ＷＰＡＮシステム、衛星通信システム、または他の無線通信帯域や携帯通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用されてもよい。
【００４０】
通信装置５の実験において、相互結合部３１３２および３２３１の結合空間は、いずれも約０．４ｍｍである。結合部５４３および５５３の結合空間は、約０．８ｍｍである。導体素子５３１および５３２は、金属シートであり、誘電体基板５３１２および５３２２は、ＦＲ４基板である。しかしながら、これらは、通信装置５の単なる実験例であって、本発明の実施可能性を限定するものではない。
【００４１】
上述した実施形態において、開示した通信装置は、少なくとも１つの接地面と、少なくとも１つのアンテナと、電流取り出し導体構造と、少なくとも１つの結合導体構造と、ケーシングとを有する。少なくとも１つのアンテナは、ソースを介して少なくとも１つの接地面に電気接続され、少なくとも１つの動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する。少なくとも１つのアンテナは、モノポールアンテナ、短絡モノポールアンテナ、板状逆Ｆアンテナ（PIFA）、逆Ｆアンテナ（IFA）、ループアンテナ、スロットアンテナ、ヘリカルアンテナ、４線状ヘリカルアンテナ（QHA）、Ｎ線状ヘリカルアンテナ（NHA）、またはその組み合わせであってもよい。電流取り出し導体構造は、ケーシングの上に配置され、複数の導体素子を有し、隣接する導体素子間に相互結合部が形成される。隣接する導体素子間の相互結合部は、チップコンデンサまたは他の延長導体部により形成される。
【００４２】
少なくとも１つの結合導体構造は、第１導体部および第２導体部を有する。第１導体部の一端は、接地面に電気接続され、他端は、第２導体部に電気接続される。第２導体部と電流取り出し導体構造の間に結合部が形成される。ソースと第１導体部が接地面に電気接続された位置との間の最短距離は、アンテナの最低動作帯域の最低動作周波数の波長の半分より小さい。
【００４３】
導体素子および第２導体部は、異なる形状の金属シートであるか、あるいは、複数の金属ブランチを有してもよい。さらに、導体素子は、異なる金属材料、金属電極、または太陽光発電装置の電極であってもよい。アンテナが動作帯域において共振した時、接地面が強い表面電流分布を励起させる。そのため、結合導体構造と電流取り出し導体構造の間に相互結合を設計することによって、電流取り出し導体構造は、アンテナに対して別の有効な延長接地面を同等に形成することができる。さらに、形成されたアンテナの有効な延長接地面は、互いに相互結合した複数の導体素子を有するため、異なる有効長を有する複数の結合電流共振経路を形成することができる。そのため、電流取り出し導体構造と結合導体構造の間に相互結合を設置することによって、アンテナは、動作帯域において複数の共振モードを生成できるようになり、アンテナのうちの少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。さらに、形成された有効な延長接地面は、接地面の励起表面電流の強度を下げる機会を有するため、動作帯域におけるアンテナの比吸収率（SAR)や補聴器両立性（HAC）試験の値を下げることができる。
【００４４】
図６は、本発明の実施形態に係る通信装置のアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大する方法を示すフローチャートである。この方法は、以下のステップを含む。少なくとも１つのアンテナおよび少なくとも１つの接地面を有する通信装置のケーシングに、電流取り出し導体構造を配置する（ステップ６０１）。電流取り出し導体構造は、複数の導体素子を含み、隣接する導体素子の間に少なくとも１つの相互結合部が形成される。さらに、接地面に結合導体構造を接続する（ステップ６０２）。結合導体構造は、第１導体部および第２導体部を有し、第１導体部の一端は、少なくとも１つの接地面に電気接続され、他端は、第２導体部に電気接続される。第２導体部と電流取り出し導体構造の間に少なくとも１つの結合部が形成される。
【００４５】
上述した方法において、アンテナは、ソースを介して接地面に電気接続され、少なくとも１つの動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する。アンテナは、モノポールアンテナ、短絡モノポールアンテナ、板状逆Ｆアンテナ（PIFA）、逆Ｆアンテナ（IFA）、ループアンテナ、スロットアンテナ、ヘリカルアンテナ、４線状ヘリカルアンテナ（QHA）、Ｎ線状ヘリカルアンテナ（NHA）、またはその組み合わせであってもよい。導体素子のうちの１つは、延長導体部を介して、隣接する導体素子と少なくとも１つの相互結合部を形成する。あるいは、導体素子のうちの１つは、チップコンデンサを介して、隣接する導体素子と少なくとも１つの相互結合部を形成する。導体素子は、異なる形状の金属シートであってもよく、あるいは、導体素子は、複数の金属ブランチを有してもよい。第２導体部は、異なる形状の金属シートであってもよく、あるいは、第２導体部は、複数の金属ブランチを有してもよい。アンテナとソースの間に整合回路を配置してもよい。導体素子は、異なる金属材料、金属電極、または太陽光発電装置の電極であってもよい。ソースと第１導体部が接地面に電気接続された位置との間の最短距離は、アンテナの最低動作帯域の最低動作周波数の波長の半分より小さい。
【００４６】
アンテナが動作帯域において共振した時、接地面が強い表面電流分布を励起させる。そのため、結合導体構造と電流取り出し導体構造の間に相互結合を設計することによって、電流取り出し導体構造は、アンテナに対して別の有効な延長接地面を同等に形成することができる。さらに、形成されたアンテナの有効な延長接地面は、互いに相互結合した複数の導体素子を有するため、異なる有効長を有する複数の結合電流共振経路が形成される。そのため、電流取り出し導体構造と結合導体構造の間に相互結合を設置することによって、アンテナは、動作帯域において複数の共振モードを生成できるようになり、アンテナのうちの少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の高周波（radio frequency, RF）信号を伝送または受信するために使用される。さらに、形成された有効な延長アンテナ接地面は、接地面の励起表面電流の強度を下げる機会を有するため、動作帯域におけるアンテナの比吸収率（SAR)や補聴器両立性（HAC）試験の値を下げることができる。
【００４７】
図７の通信装置７は、図６の方法を用いて実施される。図７は、本発明の実施形態に係る通信装置７の構造概略図である。この方法は、以下のステップを含む。少なくとも１つのアンテナ１２および１つの接地面１１を有する通信装置７のケーシング１６に、電流取り出し導体構造７３を配置する。電流取り出し導体構造７３は、複数の導体素子７３１、７３２、７３３、７３４および７３５を含み、隣接する導体素子の間に少なくとも１つの相互結合部が形成される。さらに、接地面１１に結合導体構造７４を接続する。結合導体構造７４は、第１導体部７４１および第２導体部７４２を有する。第１導体部７４１の一端は、接地面１１に電気接続され、他端は、第２導体部７４２に電気接続される。第２導体部７４２および電流取り出し導体構造７３は、少なくとも１つの結合部７４３を形成し、アンテナ１２によって生成された少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大する。
【００４８】
導体素子７３１と７３２の間に相互結合部３１３２が形成される。導体素子７３２と７３３の間に相互結合部３２３３が形成される。導体素子７３３と７３４の間に相互結合部３３３４が形成される。導体素子７３４と７３５の間に相互結合部３４３５が形成される。相互結合部３１３２、３２３３、３３３４および３４３５のそれぞれは、延長導体部または隣接する導体素子によって形成されるか、あるいは、チップコンデンサを介して導体素子の１つを隣接する導体素子に接続することによって形成されてもよい。
【００４９】
アンテナ１２は、ソース１２１を介して接地面１１に電気接続され、少なくとも１つの動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する。アンテナ１２は、モノポールアンテナ、短絡モノポールアンテナ、板状逆Ｆアンテナ（PIFA）、逆Ｆアンテナ（IFA）、ループアンテナ、スロットアンテナ、ヘリカルアンテナ、４線状ヘリカルアンテナ（QHA）、Ｎ線状ヘリカルアンテナ（NHA）、またはその組み合わせであってもよい。第２導体部７４２と電流取り出し導体構造７３の間の結合部７４３の結合空間は、アンテナ１２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の２％よりも小さい。ソース１２１と第１導体部７４１が接地面１１に電気接続された位置との間の最短距離は、アンテナ１２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の半分より小さい。導体素子７３１、７３２、７３３、７３４、７３５および第２導体部７４２は、異なる形状の金属シートであるか、あるいは、複数の金属ブランチを有してもよい。さらに、導体素子７３１、７３２、７３３、７３４および７３５は、異なる金属材料、金属電極、または太陽光発電装置の電極であってもよい。
【００５０】
アンテナ１２が動作帯域において共振した時、接地面１１が強い表面電流分布を励起させる。そのため、結合導体構造７４と電流取り出し導体構造７３の間に結合部３４３を設計することによって、電流取り出し導体構造７３は、アンテナ１２に対して別の有効な延長接地面を同等に形成することができる。さらに、形成されたアンテナ１２の有効な延長接地面は、互いに相互結合した複数の導体素子７３１、７３２、７３３、７３４および７３５を有するため、異なる有効長を有する複数の結合電流共振経路を形成することができる。そのため、電流取り出し導体構造７３と結合導体構造７４の間に相互結合を設置することによって、アンテナ１２は、動作帯域において複数の共振モードを生成できるようになり、アンテナ１２のうちの少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。さらに、形成された有効な延長アンテナ接地面は、接地面１１の励起表面電流の強度を下げる機会を有するため、動作帯域におけるアンテナ１２の比吸収率（SAR)や補聴器両立性（HAC）試験の値を下げることができる。
【００５１】
図８Ａの通信装置８は、図６の方法を適用する。図８Ａは、本発明の実施形態に係る通信装置８の構造概略図である。この方法は、以下の手順を含む。少なくとも１つのアンテナ４２および少なくとも１つの接地面を有する通信装置８のケーシング１６に、電流取り出し導体構造４３を配置する。通信装置８は、切り離された２つの接地面１１および１１１を有し、それぞれ異なる電気回路システムに設置されてもよい。接地面１１および１１１は、同軸ケーブルや信号伝送路を介して、または他の方法により電気接続されてもよい。電流取り出し導体構造４３は、複数の導体素子４３１、４３２、４３３、４３４、４３５および４３６を含み、隣接する導体素子の間に少なくとも１つの相互結合部が形成される。さらに、接地面１１に結合導体構造４４を接続する。結合導体構造４４は、第１導体部４４１および第２導体部４４２を有する。第１導体部４４１の一端は、接地面１１に電気接続され、他端は、第２導体部４４２に電気接続される。第２導体部４４２および電流取り出し導体構造４３は、少なくとも１つの結合部４４３を形成し、アンテナ４２の少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大する。
【００５２】
例えば、アンテナ４２は、ソース４２１を介して接地面１１に接続された二重経路短絡モノポールアンテナであり、動作帯域を生成して、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信する。しかしながら、本発明の実施可能性はこれに限定されず、アンテナ４２は、モノポールアンテナ、短絡モノポールアンテナ、板状逆Ｆアンテナ（PIFA）、逆Ｆアンテナ（IFA）、ループアンテナ、スロットアンテナ、ヘリカルアンテナ、４線状ヘリカルアンテナ（QHA）、Ｎ線状ヘリカルアンテナ（NHA）、またはその組み合わせであってもよい。また、通信装置８は、複数層の接地面を有するか、あるいは、複数層の電気回路システムに設置された接地面を有してもよい。
【００５３】
図８Ａを参照すると、電流取り出し導体構造４３は、ケーシング１６の上に配置され、複数の導体素子４３１、４３２、４３３、４３４、４３５および４３６を有する。導体素子４３２の延長導体部４３２１および導体素子４３１は、それぞれ誘電体基板４３１２の上面および下面に配置され、相互結合部３１３２を形成する。例えば、導体素子４３１は、誘電体基板４３１２の下面に配置され、導体素子４３２に接続された延長導体部４３２１は、誘電体基板４３１２の上面に配置される。導体素子４３３の延長導体部４３３１および導体素子４３２は、それぞれ誘電体基板４３２２の上面および下面に配置され、相互結合部３２３３を形成する。導体素子４３４の延長導体部４３４１および導体素子４３３は、それぞれ誘電体基板４３３２の上面および下面に配置され、相互結合部３３３４を形成する。導体素子４３５の延長導体部４３５１および導体素子４３４は、それぞれ誘電体基板４３４２の上面および下面に配置され、相互結合部３４３５を形成する。導体素子４３６の延長導体部４３６１および導体素子４３５は、それぞれ誘電体基板４３５２の上面および下面に配置され、相互結合部３５３６を形成する。導体素子４３６は、誘電体基板４３６２の下面に配置される。相互結合部３１３２、３２３３、３３３４、３４３５および３４３６の結合空間は、アンテナ４２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の１％よりも小さい。
【００５４】
延長導体部４３２１、４３３１、４３４１、４３５１および４３６１は、それぞれ魚の骨の形状を有するが、本発明の実現可能性はこれに限定されず、延長導体部４３２１、４３３１、４３４１、４３５１および４３６１は、異なる形状の金属シートであるか、あるいは、複数の金属ブランチを有してもよい。さらに、誘電体基板４３１２、４３２２、４３３２、４３４２、４３５２および４３６２は、誘電体材料、プラスチック材料、フレキシブルプリント配線板用材料、光電変換材料、光電半導体材料、または太陽光発電材料等の異なる材料であってもよい。
【００５５】
第２導体部４４２と電流取り出し導体構造４３の間の結合部４４３の結合空間は、アンテナ４２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の２％よりも小さい。第２導体部４４２の形状は、ほぼ長方形であり、ソース４２１と第1導体部４４１が接地面１１に電気接続された位置との間の最短距離は、アンテナ４２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の半分より小さい。導体素子４３１、４３２、４３３、４３４、４３５および４３６は、ほぼ長方形である。さらに、導体素子４３１、４３２、４３３、４３４、４３５および４３６は、異なる金属材料、金属電極、または太陽光電変換装置の電極であってもよい。
【００５６】
アンテナ４２が動作帯域において共振した時、接地面１１が強い表面電流分布を励起させる。そのため、結合導体構造４４と電流取り出し導体構造４３の間に結合部４４３を設計することによって、電流取り出し導体構造４３は、アンテナ４２に対して別の有効な延長接地面を同等に形成し、接地面１１の共振長（resonant length）不足の状況を補うことができる。さらに多くの導体素子が第２導体部４４２との静電結合を形成すると、結合導体構造４４と電流取り出し導体構造４３の間のエネルギー結合強度が増大する。さらに、形成されたアンテナ４２の有効な延長接地面は、互いに相互結合した複数の導体素子４３１、４３２、４３３、４３４、４３５および４３６を有するため、異なる有効長を有する複数の結合電流共振経路を形成することができる。そのため、電流取り出し導体構造４３と結合導体構造４４の間に相互結合を設置することによって、アンテナ４２は、動作帯域において複数の共振モードを生成できるようになり、アンテナ４２のうちの少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。さらに、形成された有効な延長アンテナ接地面は、接地面１１の励起表面電流の強度を下げる機会を有するため、動作帯域におけるアンテナ４２の比吸収率（SAR)や補聴器両立性（HAC）値を下げることができる。
【００５７】
図８Ｂは、結合導体構造４４と電流取り出し導体構造４３がアンテナ４２に構成されている／アンテナ４２に構成されていない場合に測定した通信装置８のアンテナ４２の反射減衰量を示した図である。曲線８２１１は、結合導体構造４４と電流取り出し導体構造４３がアンテナ４２に構成されていない場合に測定した通信装置４のアンテナ４２の反射減衰量である。曲線８２１２は、結合導体構造４４と電流取り出し導体構造４３がアンテナ４２に構成されている場合に測定した通信装置４のアンテナ４２の反射減衰量である。図８Ｂにおいて、通信装置８のアンテナ４２の最低動作帯域の最低通信帯域は、ＧＭＳ８５０であるため、その最低動作周波数は、約８２４ＭＨｚである。
【００５８】
ソース４２１と通信装置８の第1導体部４４１が接地面１１に電気接続された位置との間の最短距離は、アンテナ４２の最低動作帯域の最低動作周波数の波長の１／８より小さい。そのため、結合導体構造４４と電流取り出し導体構造４３の間の相互結合により、アンテナ４２に対して別の有効な延長接地面を同等に形成し、接地面１１の共振長不足の状況を補うことができる。このようにして、比較的低い動作帯域におけるアンテナ４２の共振モードのインピーダンス整合を向上させ、アンテナ４２の比較的低い動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。図８Ｂからわかるように、結合導体構造４４および電流取り出し導体構造４３を設置することによって、形成された有効な延長アンテナ接地面により、アンテナ４２は、比較的低い動作帯域において複数の共振モードを上手く生成できるようになり、アンテナ４２の比較的低い動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。
【００５９】
通信装置８の実験において、相互結合部３１３２、３２３３、３３３４、３４３５および３５３６の結合空間は、いずれも約０．２ｍｍである。第２導体部４４２と電流取り出し導体構造４３の間の結合部４４２の結合空間は、約０．４ｍｍである。導体素子４３１、４３２、４３３、４３４、４３５および４３６は、太陽電池の電極である。誘電体基板４３１２、４３２２、４３３２、４３４２、４３５２および４３６２は、光電シリコン基板である。しかしながら、これらは、通信装置８の単なる実験例であって、本発明の実施可能性を限定するものではない。
【００６０】
本実施形態において、通信装置８のアンテナ４２に対する比較的低い動作帯域および比較的高い動作帯域は、それぞれＧＳＭ８５０／９００およびＧＳＭ１８００の異なる通信帯域をカバーすることができる。しかしながら、図８Ｂは、通信装置８のアンテナが少なくとも１つの動作帯域を生成できる場合の一例であり、通信装置８のアンテナによって生成された動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用されるが、本発明の実施可能性を限定するものではない。通信装置８のアンテナによって生成された動作帯域は、ＬＴＥシステム、ＷｉＭＡＸシステム、ＤＴＶシステム、ＧＰＳ、ＷＷＡＮシステム、ＷＬＡＮシステム、ＵＷＢシステム、ＷＰＡＮシステム、衛星通信システム、または他の無線通信帯域や携帯通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用されてもよい。
【００６１】
以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の実施形態に係る通信装置は、そのアンテナのインピーダンス帯域幅を拡大することができる。アンテナは、動作帯域において複数の共振モードを生成することができるため、アンテナの少なくとも１つの動作帯域のインピーダンス帯域幅を効果的に拡大することができる。このような動作帯域は、少なくとも１つの通信帯域の電磁信号を伝送または受信するために使用される。形成されたアンテナの有効な延長接地面は、アンテナに結合された接地面の励起表面電流の強度を下げる機会を有する。それにより、動作帯域におけるアンテナの比吸収率（SAR)や補聴器両立性（HAC）試験の値を下げることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１、２、３、４、５、７、８    通信装置
１１、１１１    接地面
１２、４２、５２    アンテナ
１２１、４２１、５２１    信号ソース
１２２    整合回路
１３、２３、３３、４３、５３、７３    電流取り出し導体構造
１３１〜１３５、２３１〜２３５、３３１〜３３４、４３１〜４３６、５３１〜５３２、７３１〜７３５    導体素子
２３１２、２３２２、２３３２、２３４２、２３５２、３３１２、３３２２、３３３２、３３４２、４３１２、４３２２、４３３２、４３４２、４３５２、４３６２、５３１２、５３２２    誘電体基板
２３２１、２３３１、２３４１、２３５１、３３１１、３３２１、３３３１、３３４１、４３２１、４３３１、４３４１、４３５１、４３６１、５３１１、５３２１    延長導体部
３１３２、３２３１、３２３３、３３３４、３４３５、３５３６    相互結合部
１４、２４、３４、４４、５４、７４    結合導体構造
１４１、２４１、３４１、４４１、５４１、５５１、７４１    第１導体部
１４２、２４２、３４２、４４２、５４２、５５２、７４２    第２導体部
１４３、２４３、３４３、４４３、５４３、５５３、７４３    結合部
１６    ケーシング
４２１１、４２１２、５２１１、５２１２、８２１１、８２１２    測定した反射減衰量
６０１、６０２    ステップ
【図１Ａ】
0005531056.tif 000002
【図１Ｂ】
0005531056.tif 000003
【図２】
0005531056.tif 000004
【図３】
0005531056.tif 000005
【図４Ａ】
0005531056.tif 000006
【図４Ｂ】
0005531056.tif 000007
【図４Ｃ】
0005531056.tif 000008
【図５Ａ】
0005531056.tif 000009
【図５Ｂ】
0005531056.tif 000010
【図６】
0005531056.tif 000011
【図７】
0005531056.tif 000012
【図８Ａ】
0005531056.tif 000013
【図８Ｂ】
0005531056.tif 000014